1、1 工程概况上海轨道交通7号线5标区间隧道采用f6 340 mm土压平衡盾构施工，在中山北路、镇坪路路口处，盾构要穿越f3 500 mm污水总管；下行线还遇到中山北路高架B32桥墩下的1根废弃的钻孔灌注桩（长37 m、直径1 m、C30的原承重桩；桩边线离f3 500 mm污水总管仅2.2 m），为顺利拔除该深桩基，又保证污水管线安全，还必须保证盾构顺利地在拔桩区域推进，难度非常大。为确保拔桩期间高架道路顺利通行，在拔桩前，需先施工新的桩基和承台，搭设临时钢栈桥，使高架道路临时绕道，然后拆除拔桩区域部分高架桥，破除桩基上承台，再进行拔桩。图1为污水管、隧道、桩的位置关系平、剖面图。图1 污水管2、隧道、桩位置关系平剖面图 3 500 mm污水总管为钢筋混凝土预制管（管壁厚33 cm，管节长3 m，F型钢板接头），管顶埋深6.2 m，管内有沼气；与桩净距2.72 m。 需拔除已竣工13年的钻孔灌注桩，其直径为1 000 mm(设计值)，桩身自重达730 kN；桩身上部（25 m）主筋配置为8f208f19，主筋抗拉极限为1 920 kN，下部（12 m）主筋配置为819，主筋抗拉极限为910 kN；桩身被四周的土握裹着，若要顺利拔出桩基，必须克服较大的摩阻力（估算值为3 391 kN）。 施工现场土层复杂，见表1。表1 土层特征层号土层名称含水量/%重度/kNm-3孔隙比塑性指数液性指3、数内聚力/kPa内摩擦角/()标贯/击压缩系数/MPa-1压缩模量/MPa褐黄灰黄色粉质黏土30.219.00.8612.30.7228.0220.326.051灰色黏质粉土33.818.50.978.0286.70.247.502灰色砂质粉土33.018.50.936.0309.60.199.501灰色淤泥质黏土49.017.01.4120.31.3712.0131.032.281-1灰色黏土40.917.71.1920.40.9619.0110.762.781-2灰色粉质黏土33.918.21.0113.80.9316.0180.503.98暗绿草黄色粉质黏土24.120.00.6914.4、20.3162.01512.00.218.161草黄色黏质粉土28.918.90.8410.03025.90.1810.672 拔桩方案比选为了在拔除深桩基时，尽量减小对周围环境的影响，曾对多种拔桩方式进行比较。拔除桩基，首先要减小桩周摩阻力，主要方法有下钢护管法（振动式和回钻式）和高压旋喷法。 高压旋喷法对周围环境影响大； 振动式下钢护管法是采用150200 kW的振动锤，将设计的钢套管沉入桩顶以下25 m处，然后在钢套管内用高压水将桩与钢套管内壁之间的土体冲掉，再用起拔设备直接拔出桩基，此法在振入钢套管时，对地表振动大，对周围环境影响大； 回钻式下钢护管法是利用全回转设备产生的下压力和扭矩5、，驱动钢套管转动，利用管口的高强刀头对土体的切削和高压水对土体的冲刷作用，将套管钻入地下，去除套管与桩体间的土体后，减小了桩周的摩阻力，拔出桩，钢套管同样采用旋转方式拔出，对周围环境影响小。本工程选用RT260H全回转钻机进行拔桩。3 RT260H全回转钻机拔桩施工起拔设备采用RT260H型全回转钻机，选用钢套管直径为2 000 mm，套管有两方面功能，一方面将顶部驱动设备提供的扭矩和压入力传递给刀头，同时在钻进的过程中还起到支护孔壁、防止孔壁坍塌的作用，钢套管长度为39 m；并配备德国利渤海尔120 t吊车。3.1 RT260H全回转钻机RT260H全回转钻机的性能参数见表2。 表2 RT26、60H全回转钻机性能参数3.2 施工流程破除承台暴露桩基顶部，施工钢筋混凝土路面与桩同心，钻入2 m直径的钢套筒用高压水枪清除套筒与桩间的土体在钢套管内打入注浆管拔桩，在注浆管内注入膨润土浆液钢套管内灌入砂浆，拔除钢套管。3.3 拔桩施工过程 在拔桩区域施工钢筋混凝土基础，作为拔桩的反力基础。钢筋混凝土层厚30 cm，C30混凝土，配筋为f16200双层钢筋网片。 安装全回转设备，见图2。先将全回转钻机固定在钻孔桩中心上方，将钻机和动力箱、操作室相接；然后安装反力架（防止全回转钻机在钻进过程中发生扭动），在反力架的另一头置1辆120 t吊车，吊车履带压住反力架，并配合钢套筒的安装和清障工作。图7、2全回转设备安装图 用RT260H全回转钻机将钢套管压入（与待拔灌注桩同心），回转速度为1 m/min，压入深度30 m（只需拔出上部25 m桩）。钢套管直径为2 000 mm，长度为39 m（其中6 m长的6节，3 m长的1节），在钢套管端部布置刀头，并配置负载控制装置(B.CON机构)，使钻机在钻进过程中可任意调节套管的回转扭矩、回转速度、压入力以及夹紧力等，确保刀头的负载在最合适的范围内；同时还可设定发动机的高速、中速、低速。1节钢套管沉完后，再吊装1节，位置对准后，用高强螺栓连接。在钢套管钻进过程中，全回转钻机对地基压力不大于30 kN/m2。 在钻入钢套筒的同时，插入高压水管，边冲管8、内的泥土，边下沉，以减小钢套筒钻入时的摩阻力和拔桩时摩阻力。水枪插入深度要始终小于钢管插入深度2 m以上，以确保管内底部土塞效应,防止套管外侧土体进入管内，引起地面沉降；高压水冲到的最终深度为桩顶以下25 m，因拔除整根桩会增加对周围环境的影响。 在全回转钻进过程中，由于高压水的冲刷，上部25 m长的桩身周边土体已被冲掉，而下部桩周边土体还存在，钢套管内的土体在扰动力的作用下，将上部25 m长的桩身扭断，然后用120 t吊车将扭断的桩吊出。由于拔桩是在钢套筒围护状态下进行的，所以对相邻管线没有产生任何影响。 在拔桩过程中，将膨润土浆液从已埋设的注浆管注入，充填到桩底空缺处，避免了桩底部形成真空9、而带来的水土流失。图3是拔桩的工况图。图3 拔桩工况图 桩拔出后，用抓斗抓除孔内残土，再浇灌砂浆；因钢套管内充满泥浆，故采用导管法水下浇灌砂浆。在浇灌砂浆（M10低标号砂浆，塌落度为180200 mm，用商品混凝土车运到现场，由泵车负责浇灌）时，并起拔钢套管（始终保持钢套管底部低于砂浆顶部不少于3 m），砂浆浇灌到地面后，钢套管也随之拔除，由于砂浆及时充填密实，避免了后期沉降给周围环境带来不利的影响；当砂浆达到强度后，即可保证盾构安全穿越。4 施工监测 为监测合流污水管道的沉降，采用钻孔的方法，在合流污水管道直接埋设沉降监测点（见图1）。用普通工程钻机钻孔，孔径为300500 mm，孔深控制在10、管道顶上（成孔中要注意不应对管道有伤害），将预置的沉降连接管放入孔中，孔底（即管道顶上）浇筑混凝土；在沉降连接管外套上保护管，并进行管口保护处理。 选用高精度水准仪进行沉降测量。根据水务部门的要求，管道沉降变化速率警戒值为3 mm/d，最大累计沉降量的警戒值为10 mm。从开始钻入钢套管到砂浆浇灌完毕，共用了121 h，监测到最大沉降值为5.3 mm，满足水务局提出的要求。图4为监测曲线。图4 监测曲线5 结束语 在施工现场土层复杂，且存在敏感管线或建筑物时，常规的拔桩方法受到很大的制约，如静压钢套管拔桩的方式，因地下障碍物的存在而造成钢套管无法压入；采用振动式钢套管，则会对周围管线和房屋等环11、境造成不利的影响；而采用全回转钻机回转钻进拔桩的施工方法，可较好地处理此类问题； 钢套管口的高强刀头，能使钻孔桩与周围土体完全隔离，即使钻孔桩有较大扩孔，也可将突出的混凝土切除； 采用旋转方式钻入地下及拔出，拔桩时仅需克服桩的自重（约为730 kN），且在钢套管围护下进行的。因此，在处理及拔桩过程中，能有效地降低施工对合流污水管和周围建筑的影响； 用高压水枪冲刷钢套筒管壁和桩之间的土体，以降低摩擦阻力；利用全回转自身约400 t起拔能力进行拔桩；用事先埋设好的注浆管压入膨润土浆液，充填拔桩后留下的空孔；最后在钢套管内灌入砂浆，支撑孔壁，确保了相邻管线的安全。由于采用RT260H全回转技术进行拔桩施工，施工参数可靠，确保了桩基顺利拔除，保护了合流污水管，并满足盾构穿越的要求，为今后类似工程提供了较好的解决方案。